自动避障式无碳小车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自动避障式无碳小车，包括底盘，底盘两端分别设置有传动机构和转向控制器；传动机构和转向控制器之间设置有与传动机构连接的驱动机构；转向控制器与设置于底盘底部的前轮连接，并在转向控制器远离传动机构的一侧设置有避障检测装置。本装置采用重物下落的重力势能为无碳小车提供前进的动力，从而避免使用传统化石能源作为驱动小车行进的能量，同时具有避障与刹车功能，具有节能环保的优势，可广泛应用于中小规模产品的短距运输，亦可作为演示能量转化或传感器控制的示范教具。

Automatic obstacle avoidance type carbon free car

The utility model discloses an automatic obstacleavoidance car without carbon, which comprises a chassis, chassis are arranged at both ends of the transmission mechanism and steering controller; a driving mechanism connected with the transmission mechanism is arranged between the driving mechanism and a steering controller; front wheel steering controller arranged on the chassis of the bottom of the connection, and is on the side away from the steering control drive the mechanism is arranged obstacle detection device. The device adopts the gravitational potential energy of the falling of heavy objects to provide fresh impetus for the car without carbon, and use of traditional fossil energy as driving energy to avoid the moving car, with obstacle avoidance and brake function, has the advantages of energy saving and environmental protection, can be widely used in small and medium-sized products short distance transport, but also as a demonstration of energy conversion or sensor control demonstrator.

【技术实现步骤摘要】
自动避障式无碳小车
本技术涉及无碳小车
，具体涉及一种自动避障式无碳小车。
技术介绍
设计并制作无碳小车已逐渐成为地区性乃至国家级的机械设计比赛。无碳小车是以重力势能为驱动能量的，具有连续避障功能的小车。小车为三轮结构，其中一轮为转向轮，另外二轮为行进轮，允许二行进轮中的一个轮为从动轮。小车应具有赛道障碍识别、轨迹判断及自动转向功能和制动功能，这些功能可由机械或电控装置自动实现。现有的具有连续避障功能无碳小车大多未设置刹车装置与有效的避障传感器，导致行进时容易因速度过快而翻覆或开环控制无法有效检测障碍物。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术提供一种自动避障式无碳小车，解决了现有无碳小车无法检测障碍物及无法刹车以减速或到位停车的问题。为解决上述的技术问题，本技术采用的技术方案为：提供一种自动避障式无碳小车，包括底盘，底盘两端分别设置有传动机构和转向控制器；传动机构和转向控制器之间设置有与传动机构连接的驱动机构；转向控制器与设置于底盘底部的前轮连接，并在转向控制器远离传动机构的一侧设置有避障检测装置；传动机构包括平行设置于底盘上的主动轴和从动轴；主动轴与从动轴上分别固定有相啮合的齿轮；主动轴上设置有制动机构；从动轴两端分别固定有第一后轮和第二后轮；驱动机构包括设置于底盘上的支撑杆组；支撑杆组包括至少三根支撑杆，顶部设置有顶板；顶板上设置有绕线轮；支撑杆组内设置有重物，重物顶部系有通过绕线轮与主动轴缠绕的线绳；避障检测装置包括设置于底盘上，远离传动机构端的第一超声波测距传感器、第一光电开关和第二光电开关；并在底盘一侧设置有第二超声波测距传感器；第一超声波测距传感器、第二超声波测距传感器、第一光电开关、第二光电开关、制动机构和转向控制器均与设置于底盘上的主控芯片和电源连接。采用上述方案的有益效果为：避障检测器检测小车四周是否存在障碍物，并将检测信号传输至主控芯片，主控芯片根据检测信号，通过转向控制器控制小车转向，或通过制动机构使小车停止运动，避免小车与障碍物碰撞。同时，采用重物下落的重力势能为无碳小车提供前进的动力，从而避免使用传统化石能源作为驱动小车行进的能量，降低了能源的消耗，节约了成本。优选地，底盘上平行设置有主动轴轴承座和从动轴轴承座；主动轴轴承座包括位于同一直线的主动轴第一轴承座和主动轴第二轴承座；从动轴轴承座包括位于同一直线的从动轴第一轴承座和从动轴第二轴承座；主动轴第一轴承座和主动轴第二轴承座之间设置有主动轴；从动轴第一轴承座和从动轴第二轴承座之间设置有从动轴；主动轴和从动轴上分别设置有相啮合的主动齿轮和从动齿轮。优选地，制动机构包括设置于主动轴端侧的刹车棘轮，刹车棘轮下方的底盘上设置有与主控芯片连接的刹车舵机，并在刹车舵机的舵盘上固定有与刹车棘轮卡合的刹车片。采用上述优选方案的有益效果为：当小车无法通过转向来规避障碍物，或通过目测或延时判定其已到达指定位置时，刹车舵机在主控芯片的控制下，带动刹车片旋转，通过刹车片卡住刹车棘轮的方式，使主动轴停止转动或转速减慢，即可实现使小车停止运动或减速的目的，避免小车在运动时出现无法控制的情况。优选地，转向控制器包括固定于底盘上的前叉支架；前叉支架上垛叠有舵机支架；舵机支架顶部开有凹槽，凹槽内固定有舵机支撑板；舵机支撑板上设置有贯穿舵机支撑板的转向舵机，转向舵机分别与主控芯片和设置于前叉支架内的前叉连接；前叉与前轮连接。优选地，转向舵机的舵盘与底盘平行。优选地，主动轴为阶梯轴。采用上述优选方案的有益效果为：主动轴为阶梯轴，可根据无碳小车运动时负载与所需力矩选择不同直径的主动轴进行绕线。优选地，第一后轮通过随轮动后轮轴套和轴承活动设置于从动轴一端；第二后轮通过随轴动后轮轴套及固定销固定于从动轴另一端。采用上述优选方案的有益效果为：第一后轮可相对于从动轴转动，而第二后轮固定于从动轴上，跟随从动轴转动，当小车需要改变运动方向时，不用通过转向控制器调节，通过第一后轮和第二后轮的转速差即可实现小车的转向。优选地，第一光电开关和第二光电开关分别倾斜设置于第一超声波测距传感器两侧。采用上述优选方案的有益效果为：尽可能的增大了对无碳小车周围障碍物的检测范围，保证了无碳小车运动的安全性。本实用的有益效果为：本装置由重物提供输入驱动力，重物由底盘中部设置的三根支撑杆组与顶板支撑；重物顶端系有一根细线，细线通过绕线轮缠绕固定在主动轴上；重物下落时，细线拉动主动轴旋转，并通过主动齿轮-从动齿轮传动至从动轴，以带动后轮旋转作为前进动力；主动轴端侧设置有刹车棘轮，无碳小车刹车时，刹车棘轮可被设置于底盘上的刹车舵机带动刹车片旋转卡住以止转主动轴。附图说明图1为本技术的左视图；图2为本技术的右视图；图3为本技术的俯视图；图4为前叉结构示意图；图5为本技术的电路原理框图。其中，1、底盘；2、顶板；3、第一传感器支架；4、第二传感器支架；5、第三传感器支架；6、前叉支架；7、舵机支架；8、舵机支撑板；9、主动轴第一轴承座；10、主动轴第二轴承座；11、从动轴第一轴承座；12、从动轴第二轴承座；13、重物；14、支撑杆组；15、绕线轮；16、滑轮轴承；17、滑轮轴；18、刹车棘轮；19、刹车片；20、刹车舵机；21、主动轴；22、主动齿轮；23、转向舵机；24、从动齿轮；25、从动轴；26、前轮；27、前轮轴；28、第一后轮；29、第二后轮；30、随轮动后轮轴套；31、随轴动后轮轴套；32、固定销；33、前叉；34、主控芯片；35、第一光电开关；36、第二光电开关；37、第一超声波测距传感器；38、第二超声波辅助测距传感器；39、电源。具体实施方式下面对本技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本技术，但应该清楚，本技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的技术创造均在保护之列。如图1和图4所示，该自动避障式无碳小车，包括底盘1，底盘1两端分别设置有传动机构和转向控制器，在传动机构和转向控制器之间设置有用于为无碳小车提供动力的驱动机构，驱动机构与传动机构连接；转向控制器用于调整无碳小车行进方向，其与设置于底盘1底部的前轮26连接，并在转向控制器远离传动机构的一侧设置有避障检测装置，用以检测无碳小车周围是否存在障碍物。如图1、图2和图3所示，传动机构设置于底盘1一端，包括平行设置于底盘1上的主动轴轴承座和从动轴轴承座，其中，动轴轴承座包括位于同一直线的主动轴第一轴承座9和主动轴第二轴承座10，并在主动轴第一轴承座9和主动轴第二轴承座10之间设置于主动轴21；从动轴轴承座包括位于同一直线的从动轴第一轴承座11和从动轴第二轴承座12，在从动轴第一轴承座11和从动轴第二轴承座12之间设置有从动轴25，从动轴25两侧分别设置有第一后轮28和第二后轮29。如图1所示，主动轴21和从动轴25上分别设置有相啮合的主动齿轮22和从动齿轮24，主动轴21通过相啮合的主动齿轮22和从动齿轮24来带动从动轴25转动。如图1所示，第一后轮28中心嵌套有随轮动后轮轴套30，随轮动后轮轴套30内部设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动避障式无碳小车，其特征在于，包括底盘（1），所述底盘（1）两端分别设置有传动机构和转向控制器；所述传动机构和转向控制器之间设置有与传动机构连接的驱动机构；所述转向控制器与设置于底盘（1）底部的前轮（26）连接，并在转向控制器远离传动机构的一侧设置有避障检测装置；所述传动机构包括平行设置于底盘（1）上的主动轴（21）和从动轴（25）；所述主动轴（21）与从动轴（25）上分别固定有相啮合的齿轮；所述主动轴（21）上设置有制动机构；所述从动轴（25）两端分别固定有第一后轮（28）和第二后轮（29）；所述驱动机构包括设置于底盘（1）上的支撑杆组（14）；所述支撑杆组（14）包括至少三根支撑杆，顶部设置有顶板（2）；所述顶板（2）上设置有绕线轮（15）；所述支撑杆组（14）内设置有重物（13），重物（13）顶部系有通过绕线轮（15）与主动轴（21）缠绕的线绳；所述避障检测装置包括设置于底盘（1）上，远离传动机构端的第一超声波测距传感器（37）、第一光电开关（35）和第二光电开关（36）；并在底盘（1）一侧设置有第二超声波测距传感器（38）；所述第一超声波测距传感器（37）、第二超声波测距传感器（38）、第一光电开关（35）、第二光电开关（36）、制动机构和转向控制器均与设置于底盘（1）上的主控芯片（34）和电源（39）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种自动避障式无碳小车，其特征在于，包括底盘（1），所述底盘（1）两端分别设置有传动机构和转向控制器；所述传动机构和转向控制器之间设置有与传动机构连接的驱动机构；所述转向控制器与设置于底盘（1）底部的前轮（26）连接，并在转向控制器远离传动机构的一侧设置有避障检测装置；所述传动机构包括平行设置于底盘（1）上的主动轴（21）和从动轴（25）；所述主动轴（21）与从动轴（25）上分别固定有相啮合的齿轮；所述主动轴（21）上设置有制动机构；所述从动轴（25）两端分别固定有第一后轮（28）和第二后轮（29）；所述驱动机构包括设置于底盘（1）上的支撑杆组（14）；所述支撑杆组（14）包括至少三根支撑杆，顶部设置有顶板（2）；所述顶板（2）上设置有绕线轮（15）；所述支撑杆组（14）内设置有重物（13），重物（13）顶部系有通过绕线轮（15）与主动轴（21）缠绕的线绳；所述避障检测装置包括设置于底盘（1）上，远离传动机构端的第一超声波测距传感器（37）、第一光电开关（35）和第二光电开关（36）；并在底盘（1）一侧设置有第二超声波测距传感器（38）；所述第一超声波测距传感器（37）、第二超声波测距传感器（38）、第一光电开关（35）、第二光电开关（36）、制动机构和转向控制器均与设置于底盘（1）上的主控芯片（34）和电源（39）连接。2.根据权利要求1所述的自动避障式无碳小车，其特征在于，所述底盘（1）上平行设置有主动轴轴承座和从动轴轴承座；所述主动轴轴承座包括位于同一直线的主动轴第一轴承座（9）和主动轴第二轴承座（10）；所述从动轴轴承座包括位于同一直线的从动轴第一轴承座（11）和从动轴第二轴承座（12）；所述主动轴第一轴承座（9）...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏居垚，王劭谦，丁伟，谢成，赖嘉芮，周楠，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51